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可以保护葡萄树免受气候变化影响的微生物

2023-07-31 19:51:14

葡萄以及依赖葡萄的葡萄酒产业受到热浪等极端天气事件的威胁,但向葡萄喷洒海洋微生物可以帮助它们适应。


当一场酷热的热浪袭击了一群葡萄藤时,这些结果实的植物似乎即将迎来末日。白天气温升至 42 摄氏度。但并非所有面临这种攻击的葡萄藤都是一样的:有些拥有秘密武器。


热浪实际上是人造的,是在实验室中创造的,旨在模仿大部分地区今年夏天巧合地经历的那种情况。进行这项实验的科学家用一种特殊的细菌混合物处理了一些葡萄藤,这种细菌的来源不太可能:西班牙盐沼。虽然所有的葡萄藤都保持浇水,但它们却暴露在酷热的环境下。


“这非常令人惊讶,”预计会有一些结果,但可能不会那么重要。


根部接触过一组细菌的藤蔓生长得出乎意料地好。与其他一些植物不同,它们不会枯萎或长出变色的叶子。他们的细胞中几乎没有表现出任何热应激的迹象。对他们来说,就像热浪没有真正发生过一样。


目前尚未发现微生物为何具有这种效果。然而,希望研究能够帮助葡萄酒生产商保护他们的葡萄藤免受气候危机造成的日益恶劣和多变的天气影响。


热应激会使用于酿酒的葡萄变得令人不快的苦味,导致葡萄酒不平衡。严重的热浪也会损害甚至杀死葡萄藤。气候变化已经使全球范围内更有可能出现热浪,有时甚至会造成毁灭性的影响。


用来自恶劣环境的微生物处理植物,看看是否能改善它们的生长或对各种胁迫的抵抗力,这个想法已经存在了几十年。20 世纪 90 年代的研究人员探索了利用海洋中发现的细菌的概念。最近,DNA 测序技术的进步使科学家能够详细分析海洋微生物,这意味着他们可以识别哪些微生物可能具有促进植物生长的特性。


为什么要用盐沼中的细菌来处理葡萄藤?这个想法是,在这些沼泽的咸味条件下生长的植物必须能够应对恶劣的条件。它们能够承受许多植物无法承受的压力——盐分、高温、污染、重金属。”与这些植物相关的微生物,即它们的微生物组,大概也已经进化到可以在这样的环境中茁壮成长。卡雷拉斯表示,这些微生物可能对植物有保护作用。


进行实验室实验包括在受控条件下种植葡萄藤几个月,然后将它们分组。在热浪来临前的几周内,研究小组将一种含有从盐沼收集的细菌混合物的溶液施用于某些组。然后他们就加大了热度。


随后,研究小组分析了叶子,例如用强光照射叶子来显示细胞的结构。这表明,经过第二次细菌收集处理的葡萄藤几乎没有受到高温的影响。通常情况下,人们会期望在这种攻击后看到植物细胞壁受到损害,但对于那些葡萄藤来说,这种损害很少可见。 


数千年来,微生物一直在适应和进化,正在寻找由海洋细菌产生的新药物。向他们寻求自然的解决方案是有意义的。


然而,微生物在农作物上的应用仍处于起步阶段。计算出农民可能需要在多大程度上针对特定植物定制微生物物种非常重要。


格拉萨说,葡萄园面临的挑战不是任何一种天气,而是日益增加的天气变化。“我们看到冬季和夏季之间以及每年之间都存在非常极端的变化。” 因此,如果微生物想要提供帮助,研究人员必须证明它们可以在田间改善植物生长和抗逆性,而不仅仅是在实验室研究中。

卡雷拉斯和他的同事已经在一位“非常感兴趣”的当地葡萄酒生产商的帮助下开展了这项工作。


    今年 5 月,研究人员将收集的一些细菌与水混合,然后对葡萄牙葡萄园中一排排 16 年树龄和新种植的葡萄藤进行处理,每周一次,持续一个月。当前的热浪将使他们面临考验。


    已经在研究应用细菌的替代方法——从将它们放入可以添加到土壤中的颗粒中,到将它们嵌入葡萄种子中。


    最后一步是确保葡萄酒可以饮用。研究人员需要证明微生物不会引起酸度或糖度的任何不必要的变化,这会危及葡萄和用葡萄酿制的任何葡萄酒的味道。

    在实验中尚未品尝过葡萄树生产的葡萄,不过计划将来品尝。 


    鉴于气候变化的速度,酿酒师迫切需要找到保护农作物的方法。




    源:BBC


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